余热锅炉系统介绍

五鑫铜业余热锅炉系统简介余热锅炉系统由奥炉余热锅炉（ASFWHB）、转炉余热锅炉（CFWHB）、硫酸转化余热锅炉，2台同规格阳极炉余热锅炉（RFWHB）等5台余热锅炉以及一套100t的大气式热力除氧器和两套磷酸盐加药装置、209台弹簧振打除灰装置组成。第一节、澳炉余热锅炉1、概述奥炉余热锅炉为强制循环系统，由循环泵提供动力。整个炉体由辐射炉膛（上升烟道、下降烟道、水平烟道）和四组对流管束组成。在上升烟道的入口处和下降烟道的出口处设有三维膨胀节，使其既能满足炉体的密封，又能独立于炉体其它结构之外，使得上升烟道和下降烟道能悬吊于厂房顶部横梁上，实现向下自由膨胀。而水平烟道在内柱上设有滑动支撑机构，可以实现向后膨胀位移。2、烟气条件和锅炉参数1）、澳炉余热锅炉入口烟气条件：序号项目单位数值1型式强制循环、室外布置2烟气量Nm3/h627403烟温3.1进口烟温℃12173.2出口烟温℃3804锅炉进口处烟气压力Pa﹣250～﹣505烟气成份(%)SO2%20.522SO3%0.457CO2%6.211H2O%21.268O2%1.92N2%49.1226进余热锅炉烟气含尘量g/Nm32107烟尘主要成分Cu%19.5PbO%0.037ZnO%0.376As2O3%0.073其他%0.0032）、澳炉余热锅炉参数：额定蒸发量：43.7t/h工作压力：5.5MPa饱和蒸汽温度：271℃给水温度：104℃3）、受热面分布名称及符号单位上升、下降烟道辐射冷却室水平烟道冷却室凝渣管束对流管束I对流管束II对流管束III管子规格mmφ38×5φ38×5φ38×5φ38×5φ38×5φ38×5换热面积m2727.7164.4188.4305.6389.02432.224）、汽包内径1800mm圆筒长度8000mm壁厚60mm总容水量21.83m33、锅炉结构简介Ausmelt熔炼余热锅炉包括上升烟道、下降烟道、水平烟道、对流室、凝渣管束、对流管束、集箱、锅炉循环管道、钢架等部件。过路的上升烟道、下降烟道、水平烟道、对流室为完全密封的膜式壁结构。Ausmelt熔炼炉高温烟气经熔炼炉炉顶烟罩出口后先后流过上升烟道、下降烟道、水平烟道、再流经凝渣管、对流管I、对流管II、及对流管III至锅炉出口。锅炉同时起到部分除尘、降温的作用。为了确保锅炉各烟道少结灰、结渣并使灰渣容易清除，根据烟道不同的温度设计了不同的膜式壁节距，使膜式壁的整体壁温保持在合理的水平上。因烟气中烟尘的熔点较低，为了不使烟尘在对流受热面中严重结灰，对流受热面入口烟温控制在670℃以下，并通过凝渣管束冷却使烟温进一步降低，以确保对流受热面的安全运行。整台锅炉不设省煤器，过热器，全部为蒸发免收热。为了提高锅炉的除灰效果，锅炉所有受热面的除灰均采用弹簧振打装置。配置了94台弹簧振打装置。主要部件介绍：1）、上升烟道：上升烟道是由φ38×5（材料为20G/GB5310）的炉管加扁钢（δ5）焊成的膜式壁组成，膜式壁节距为56mm，采用全封闭结构。烟道断面尺寸为4.5m×2.25m。2）、下降烟道：下降烟道是由φ38×5（材料为20G/GB5310）的炉管加扁钢（δ5）焊成的膜式壁组成，膜式壁节距为56mm，采用全封闭结构。烟道断面尺寸为4.5m×2.7m。因下降烟道顶部和和斜面上易结大块的渣块，在下降烟道的正下方设有落灰斗，灰斗内设大节距高强度格栅，两侧开800×800的门孔，以便扒出无法从格栅落下的大渣块，下方设灰房收集落下的灰渣。3）、水平烟道：水平烟道是由φ38×5（材料为20G/GB5310）的炉管加扁钢（δ5）焊成的膜式壁组成，膜式壁节距对流管束前为60mm，后面为80mm。在水平烟道对流区底部安装了埋刮板输灰装置，从而使沉至地步的灰输送至炉外。4）、对流炉室：对流炉室两侧墙及灰斗均由φ38×5（材料为20G/GB5310）的炉管加扁钢（δ5）焊成的膜式壁组成，节距为80mm，采用全密封结构。对流炉室内布置有凝渣管束、对流管束I、对流管束II及对流管束III四个受热面部件。对流室炉底安装了埋刮板输灰装置，从而使沉至地步的灰输送至炉外。5）、凝渣管束：烟气从水平烟道出来后，第一个所经过的对流受热面。为了减轻烟尘对其的磨损，烟气经凝渣管的流速≤2.3m/s。凝渣管束由φ38×5（材料为20G/GB5310）的炉管绕成蛇形管片，其横向节距为350mm，纵向节距为40mm。凝渣管共有12片管屏，烟气横向冲刷管屏。管屏采用水冷梁吊挂，管屏可以自由向下膨胀。管屏的除灰方式采用弹簧振打。6）、对流管束I：由φ38×5（材料为20G/GB5310）的炉管绕成蛇形管片，其横向节距为140mm，纵向节距为100mm。对流管束I共有32片管屏，烟气横向冲刷管屏，烟气流经对流管束I的流速≤2.53m/s。管屏采用水冷梁吊挂，管屏可以自由向下膨胀。7）、对流管束II：由φ38×5（材料为20G/GB5310）的炉管绕成蛇形管片，其横向节距为125mm，纵向节距为100mm。对流管束II共有36片管屏，烟气横向冲刷管屏，烟气流经对流管束I的流速≤2.4m/s。对流管束II根据烟温，吊挂无需采用水冷。，管屏可以自由向下膨胀。8）、对流管束III：由φ38×5（材料为20G/GB5310）的炉管绕成蛇形管片，其横向节距为125mm，纵向节距为100mm。对流管束II共有36片管屏，烟气横向冲刷管屏，烟气流经对流管束I的流速≤2.2m/s。对流管束II根据烟温，吊挂无需采用水冷。，管屏可以自由向下膨胀。9）、锅筒：锅筒内径为φ1800mm，壁厚60mm，材料为Q345R，锅筒筒身直段长8000mm。锅筒正常水位位于锅筒中心线，最高水位、最低水位在正常水位上、下各150mm。锅筒两端为椭圆封头，封头厚度60mm，材料为Q345R，两只封头上均有人孔装置，以方便进入锅筒内部检修。10）、除灰装置：为了防止受热面在运行中积灰过多而影响传热效果，在锅炉下列受热面上配备弹簧振打装置：上升烟道、下降烟道、炉顶、水平烟道顶部、水平烟道前部、水平烟道两侧、对流室凝渣管、对流管上部。弹簧振打装置的电机功率为0.37KW。弹簧振打的控制采用PLC程序控制。11）、埋刮板输灰机：余热锅炉水平烟道对流部分的灰斗下部与埋刮板输灰机相连，在余热锅炉中沉降下来的的烟尘通过埋刮板输灰机送出炉外。为了防止大块结焦卡死埋刮板输灰机，在辐射冷却室会都中设有格栅，格栅上方设有清灰门，大块结焦可有此扒出。12）、锅炉钢架、外护板、炉墙及密封锅炉钢架抗震设防烈度为七度。澳炉余热锅炉的上、下烟道式利用吊杆吊在厂房梁上。上升烟道下面即锅炉入口处，利用密封装置与冶金炉相连，下降烟道下部用三维膨胀节与水平烟道连接。水平烟道部分钢架属于锅炉部件，与厂房钢结构连成一体，用于支撑水平烟道上的受热面。锅炉四周均布置有迷失水冷壁，密封性能比较好，因此炉墙采用敷管炉墙结构，即在水冷壁外侧等距离焊上钩钉，覆盖一层150mm后的岩棉板，用钢丝网扎紧。在保温层外面是顶罩和外护板。13）、事故闸板：在Ausmelt熔炼炉顶烟罩与余热锅炉之间设有余热锅炉抢修用事故闸板。事故闸板的两侧设有导轨，采用点击驱动，使用时沿着预订钢制轨道可快速进入炉顶烟罩的烟气通道，堵住烟气进入余热锅炉。Ausmelt熔炼炉顶烟罩设有旁通烟道，由此引走高温烟气。第二节、转炉余热锅炉1、概述本余热锅炉用于冷却转炉生产过程中产生的高温烟气，同时回收烟气余热产生饱和蒸汽。转炉工段共有3台转炉，其中两台交替作业，一台备用，每台转炉后设置1组余热锅炉受热面，组受热面公用一个锅筒。转炉排出的高温烟气通过水冷烟罩进入余热锅炉，依次经过辐射冷却室和4组对流管束，烟温降至380℃左右后排出路外，进入收尘系统收尘净化，然后送往制酸系统制取硫酸。与此同时回收烟气的余热产生压力为5.5MPa的饱和蒸汽。2、烟气条件和锅炉参数1）、烟气条件序号项目单位数值1型式强制循环、室外布置2烟气量Nm3/h2.1进WHB433262.2出WHB511803烟温3.1进口烟温℃8003.2出口烟温℃3604烟气压力Pa-155烟气成份(%)SO2%18.38SO3%0.28CO2%0H2O%2.72O2%1.44N2%77.466进余热锅炉烟气含尘量g/Nm344.557烟尘主要成分Cu%50S%11Fe%22CaO+MgO%0SiO2%5其他%122)、锅炉参数额定蒸发量：11.7t/h工作压力：5.5MPa饱和蒸汽温度：271℃给水温度：104℃3、结构特性由于余热锅炉入口烟气温度高、含尘量大、SO2浓度高，因此余热锅炉的结构形式、清除灰方式必须采取相应措施来防止或减轻其腐蚀、积灰、堵塞、磨损等问题。主要结构特性如下：（1）锅炉的运行压力设为5.5MPa，炉水的饱和温度为271℃，高于烟气中的硫酸蒸汽露点温度（经计算烟气露点温度约为219℃），可有效地避免锅炉换热面上硫酸蒸汽结露，防止低温腐蚀；（2）设有膜式水冷壁，并配有外护板；CF与WHB的进口连接采用以填料密封的柔性连接方式；WHB出口与后部烟道直接焊接，并设有补偿装置，灰斗的落灰口配备有密封功能的埋刮板输灰机，以上措施可有效防止锅炉漏风，使之具有良好的密封性；（3）余热锅炉采用直通烟道式整体结构，烟气流畅，并有利于振打清灰。（4）锅炉的炉水循环系统采用强制循环系统，不设下联箱，烟尘可自由沉降而进入灰斗下的刮板出灰机、减少烟尘在炉内堆积；（5）设有弹簧锤振打清灰装置，可减缓或防止锅炉受热面积灰；（6）采用了强制循环，使锅炉各换热面温度均匀，避免局部过热或欠热，防止局部低温腐蚀，确保锅炉安全、稳定运行.4、锅炉总体布置本余热锅炉包括辐射冷却炉膛、对流室、对流管束、集箱、钢架、保温等部件。锅炉炉体受热面的基本炉型为很想冲刷直通式，转炉出口烟气水平流过锅炉，烟气进入辐射冷却炉膛，再流经凝渣管屏、对流管束I、对流管束II及对流管束III至锅炉出口。锅炉同时起到除尘、降温的作用。为了使辐射冷却炉膛、对流炉室、对流管束等均能获得良好的水循环，锅炉本体受热面采用全强制循环。本余热锅炉采用跟目前国际上最先进的支撑式结构，即锅炉的重量基本上是通过水管系统两侧膜式水冷壁上端的H型钢支撑在钢架支撑梁上的，其中凝渣管屏、对流管束I、对流管束II及对流管束III受热面则通过管束上部的H型钢传递到两侧膜式水冷壁的支撑上。受热面可以自由向下膨胀。锅炉各部件介绍：1）、辐射冷却炉膛：辐射冷却炉膛由φ38×5（材料为20G/GB5310）的炉管加扁钢焊成的膜式壁组成。节距为60mm，采用全封闭式的结构。由于炉膛容积较大且节距较小，故膜式壁壁温较低，这样炉膛受热面就不容易积灰，即使积灰也比较容易清除。辐射炉膛底部安装了埋刮板除灰装置，炉膛两侧也装有弹簧振打装置。2）、对流室：对流室两侧墙及前后落灰斗均由φ38×5（材料为20G/GB5310）的炉管加扁钢焊成的膜式壁组成，节距为80mm，采用全封闭结构。对流炉室内布置有凝渣管屏、对流管束I、对流管束II及对流管束III四个受热面部件。为防止对流室侧墙积灰，其两侧墙均设置了弹簧振打系统。3）、凝渣管屏：凝渣管屏由φ38×5（材料为20G/GB5310）的炉管绕成蛇形管，其横向节距240mm，纵向节距为40mm。凝渣管屏设有14片管屏，烟气横向冲刷管屏。管屏的除灰方式采用弹簧振打。4）、对流管束I:对流管束I有φ38×5（材料为20G/GB5310）的炉管绕成蛇形管屏，其横向节距145mm，纵向节距为100mm。对流管束I有24片光管管屏，烟气横向冲刷管屏。采用弹簧振打装置除灰。5）、对流管束II：对流管束II有φ38×5（材料为20G/GB5310）的炉管绕成蛇形管屏，其横向节距100mm，纵向节距为100mm。对流管束II设有34片光管管屏，烟气横向冲刷管屏。采用弹簧振打装置除灰。6）、对流管束III：对流管束III有φ38×5（材料为20G/GB5310）的炉管绕成蛇形管屏，其横向节距100mm，纵向节距为100mm。对流管束III设有34片光管管屏，烟